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MOOS-ivp 實驗四 MOOS程式設計入門（1）

2020-10-15 14:00:52

MOOS-ivp 實驗四 MOOS程式設計入門（1）

文章目錄

前言

這一次實驗的主要內容就是MOOS程式設計的入門教學，我現在剛開始看也同樣啥也不懂，相信我再看個幾天，等到寫完這篇文章的時候，應該基本就差不太多了。

一、MOOS概覽

一些內容之前有過介紹，我這裡只放一些我覺得新的部分和有用的部分，原文實驗手冊裡寫的很細，廢話也很多。

1.MOSS應用程式結構

在實驗三中主要使用的是已經存在的MOOS應用程式，我們對它的改動只不過是在一些引數上進行相關的改動。但是MOOS的所有應用不應該是固定的，只要你想要的修改，你就可以對它進行修改。你可以對其中任何一個app進行重寫或者複製重新命名，改進出來你想要的功能。或者也可以從頭開始構建自己的應用程式結構，這是本次實驗內容的重點。
The MOOSApp Key Functions
如上圖所示，所有的MOOS應用程式都是由以上三個子類來構成的。

2.定義在MOOSmsg上的便攜函數（handy function）（MOOS mail）

在正常的情況下，系統的app主要是用OnNewMail()這個子類來進行訊息處理的，除了我們所知道的變數名稱之外，我們還可能希望知道相關的量
（1）值是多少
（2）由那些app釋出的
（3）什麼時間釋出的
（4）值的型別，是string型還是double型等等
在我們的範例檔案pXRelayTes裡，我們呼叫msg.GetKey() （這個函數在Relayer.cpp中）來對訊息進行獲取。下面列舉的這些方法都可以對訊息來進行獲取，這注釋上都說了各個函數的作用：

// return the name of the message
std::string GetKey();
// return the name of the message (just another way)
std::string GetName();
// check data type is double
bool IsDouble();
// check data type is string
bool IsString();
// return time stamp of message
double GetTime();
// return double val of message
double GetDouble();
// return string value of message
std::string GetString();
// return the name of the process (as registered with the DB) which
posted this notification
std::string GetSource();
// return the name of the MOOS community in which the orginator lives
std::string GetCommunity();

這裡稍微解釋一下上面std::string是啥意思：
string是C++語言標準模板庫（STL）中的一個組成部分，STL中的所有函數類名稱（專業點叫識別符號）都被儲存在一個叫做std的名稱空間之中，所以要呼叫庫中的某一個類的時候需要新增標頭檔案，並且使用std名稱空間，我們想要使用string類的時候就需要在最開頭新增

include<string>
using namespace std;

然後上面那一堆函數都是std類中定義的各種成員函數，但是很多都是標準庫裡沒有的，估計是MOOS系統自己寫一些成員函數。
書接正文繼續寫：
接下來的試驗裡，會用到到一個MOOS提供的模板，用來生成新的MOOS應用程式的框架程式碼，下面這個OnNewMail函數的範例就是用這個模板生成的：

bool MyApp::OnNewMail(MOOSMSG_LIST &NewMail)
{
MOOSMSG_LIST::iterator p;
for(p=NewMail.begin(); p!=NewMail.end(); p++) {
CMOOSMsg &msg = *p;
#if 0 // Keep these around just for template
string key  = msg.GetKey();
string comm = msg.GetCommunity();
double dval = msg.GetDouble();
string sval = msg.GetString();
string msrc = msg.GetSource();
double mtime = msg.GetTime();
bool  mdbl = msg.IsDouble();
bool  mstr = msg.IsString();
#endif
}
return(true);
}

我先試著理解一下這個程式碼框架：
for(p=NewMail.begin(); p!=NewMail.end(); p++)
這句話應該是搞了一個for迴圈，把最開始的mail起始地址給了p，p一直累加，當p不等於終點地址的時候退出。就是iterator類定義的變數p從起始地址一路指到終點地址的過程。
CMOOSMsg &msg = *p;定義了一個CMOOSMsg型別的參照msg，這句程式碼的意思是把指標p指向的值賦給參照msg，msg就是p指向的那個值的一個別名。搞不懂的參考下面的網站：
C++中int *a; int &a; int & a; int * &a
C/C++中和&的用法
後面的#if 0就是直接註釋掉下面的程式碼了，如果是#if 1的話就是對下面的程式碼進行編譯（不是執行哦，編譯不一定執行）。上面模板裡有關傳入MOOSmessage的典型函數都被註釋掉了，如果需要使用的話可以隨時將其拿出來進行呼叫。關於#if詳情參考如下網站
C/C++中常見的#if、if、#ifdef、#if define等區別

二、下載moos-ivp-extend樹

1.下載

程式碼如下（範例）：

直接下載，下載好後編譯新增路徑，重新啟動之後在進行檢查，前幾章講過，再寫一下：
將執行檔案新增到路徑中去。
首先返回到根目錄，之後再執行ls -a檢視隱藏檔案
找到檔案**.bashrc**對其進行編輯，輸入vim .bashrc

svn co https://oceanai.mit.edu/svn/moos-ivp-extend/trunk moos-ivp-extend
cd moos-ivp-extend
./build.sh
which pXRelayTest
返回結果類似於說明正確新增路徑：
/home/you/moos-ivp-you/bin/pXRelayTest

2.初步瞭解

在進行下一個實驗之前，先快速瞭解一下關於Relayer MOOS app類的一些定義。下面列出這些內容，也可以在目錄moos-ivp-extend/src/pXRelayTest/中找到這些相關內容。

**File Relayer.h
1 #include "MOOS/libMOOS/MOOSLib.h"
2 class Relayer : public CMOOSApp
3 {
4  public:
5  Relayer();
6  virtual ~Relayer() {};
7
8  bool OnStartUp();  // Overriding key virtual function
9  bool OnNewMail(MOOSMSG_LIST &NewMail);  // Overriding key virtual function
10  bool Iterate();  // Overriding key virtual functionx
11
12  bool OnConnectToServer();
13  void RegisterVariables();
14
15  void setIncomingVar(std::string s) {m_incoming_var=s;}
16  void setOutgoingVar(std::string s) {m_outgoing_var=s;}
17
18  protected:
19  unsigned long int m_tally_recd;
20  unsigned long int m_tally_sent;
21  unsigned long int m_iterations;
22
23  std::string  m_incoming_var;
24  std::string  m_outgoing_var;
25  double  m_start_time_postings;
26  double  m_start_time_iterations;
27 };**

（1）在類宣告的第一行，都會宣告自己是CMOOSapp的子類，CMOOSapp是一般app的父類別。
（2）我們自己定義的類會宣告三個關鍵的虛擬函式，在8-10行有三個關鍵的虛擬函式
（3）編碼約定：所有的成員函數都會在成員變數之前進行宣告，被覆蓋的成員函數在子類特定的成員函數之前進行宣告。（這裡我搞不懂覆蓋是什麼意思，為此查了一些資料，搞明白了什麼是虛擬函式和基虛擬函式、覆蓋、過載和隱藏的含義）這些主要是C++多型部分的內容，怪我學藝不精，想不起來了）
（4）編碼約定：所有的成員變數都用m_進行開頭，以便於跟程式碼中本地宣告的變數區分開來
（5）編碼約定：所有成員變數都是protect，修改這些變數使用公共成員函數來操作，比如15、16行的那些程式碼。

三、建立第一個MOOSapp——An Odometry MOOS App

本節內容的重點是建立一個自己的MOOSapp，下面使我們在這裡需要實現的目標:
（1）瞭解如何使用模板指令碼從頭到尾生成一個moosapp
（2）瞭解如何在系統中新增moosapp
（3）寫一個app，記錄AUV行程，這個app叫pOdometry
（4）在Alder例子中測試app，讓AUV行駛五十米之後返回然後檢視記錄的行程
（5）將MOOSapp轉化為MOOScasting app

1.建立moosapp

開啟目錄到moos-ivp-extend/src/.
然後執行指令`

GenMOOSApp Odometry p "Jane Doe"

就可以建立一個moosapp啦，其名稱為 Odometry，p是字首的意思 最後面引號是作者的名字。

2.新增moosapp

我們需要在系統中將我們寫好的moosapp 新增進去。開啟檔案目錄moos-ivp-extend/src/CMakeLists.txt
開啟這個txt檔案
在這裡插入圖片描述
我們在下面新增我們自己的app名稱，上圖是已經新增好了的情況。

#==========================================================================
# List the subdirectories to build...
#==========================================================================
ADD_SUBDIRECTORY(lib_behaviors-test)
ADD_SUBDIRECTORY(pXRelayTest)
ADD_SUBDIRECTORY(pExampleApp)
ADD_SUBDIRECTORY(pOdometry)  <-- Add your line here

儲存之後接下來開啟build檔案進行編譯

cd moos-ivp-extend
./build.sh

編譯完成之後找一下建立的moosapp，得到下面結果說明正確了，如果沒找到 看一下檔案路徑是否新增了或者重新啟動系統重新試一下。

 which pOdometry
 /home/you/moos-ivp-you/bin/pOdometry

四、寫自己的moosapp

要寫一個簡單的moosapp需要完成以下要求：
（1）訂閱AUV位置變數NAV_X 和 NAV_Y
（2）程式中反覆讀取X和Y的位置資訊
（3）計算當前位置和之前位置的距離來更新總的路程
（4）將總里程數釋出到一個可變的moos變數ODOMETRY_DIST中去

1.完成初步內容

（1）開啟以下路徑 找到 Odometry.h檔案包含上成員變數

bool  m_first_reading;
double m_current_x;
double m_current_y;
double m_previous_x;
double m_previous_y;
double m_total_distance;

在這裡插入圖片描述

（2）在constructor中完成對變數的初始化，開啟Odometry.cpp 對變數進行賦值
在這裡插入圖片描述
在這裡插入圖片描述
（3）編輯Odometry.cpp來訂閱變數NAV_X 和 NAV_Y
這裡因為我不是很懂如何訂閱變數，於是在官網找資料在幫助檔案中找到了關於MOOS類的相關說明，為了能將實驗進行下去，有必要對這篇檔案進行仔細的閱讀，搞明白各個類的功能以及作用。下面的文章先MOOS類進行學習之後再返回實驗。

總結

主要內容是對moos樹進行下載以及檢查，建立了一個自己的moosapp並將其新增到了系統執行路徑中去。最後我們在寫第一個app時遇到問題，不知道如何訂閱變數。這裡需要對moos類進行一下進一步的學習。